综合题20.0分
物理

如图所示,两光滑斜面与光滑水平面间夹角均为,两斜面末端与水平面平滑对接。可视为质点的物块AB质量分别为mβm(β为待定系数),物块A从左边斜面h高处由静止开始沿斜面下滑,与静止于水平轨道的物块B正面相撞,碰后物块AB立即分开,它们能达到的最大高度均为。两物块经过斜面与水平面连接处及碰撞过程中均没有机械能损失,重力加速度为g。求:

17.待定系数β

18.第一次碰撞刚结束时木块AB各自的速度;

19.物块AB在轨道最低处第二次碰撞刚结束时各自的速度,并讨论木块AB在轨道最低处第n次碰撞刚结束时各自的速度。

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

  

解析

碰撞过程中均没有机械能损失,由机械能守恒得:   

得  

考查方向

机械能守恒

解题思路

由机械能守恒即可求出待定系数β;

易错点

系统机械能守恒,必须考虑物块A、B机械能。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

,方向向左

,方向向右

解析

A到达最低点的速度:

设 A、B 碰撞后的速度分别为 v1v2,则

机械能守恒:

动量守恒定律:mv0=mv1+βmv2

设向右为正、向左为负,解得

,方向向左

,方向向右

考查方向

机械能守恒与动量守恒

解题思路

由于没有机械能的损失,可知在碰撞的过程中动量守恒与机械能守恒,由此即可求出第一次碰撞刚结束时木块A、B各自的速度;

易错点

要注意碰撞后的速度的方向

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

解得 (另一组解:V1=-v1V2=-v2 不合题意,舍去)

由此可得:

n为奇数时,小球 A、B 在第 n次碰撞刚结束时的速度分别与其第一次碰撞刚结束时相同;

n为偶数时,小球 A、B 在第 n次碰撞刚结束时的速度分别与其第二次碰撞刚结束时相同。

解析

规定向右为正方向,设 A、B 第二次碰撞刚结束时的速度分别为 V1V2,则

解得 (另一组解:V1=-v1V2=-v2 不合题意,舍去)

由此可得:

 n为奇数时,小球 A、B 在第 n次碰撞刚结束时的速度分别与其第一次碰撞刚结束时相同;

当 n为偶数时,小球 A、B 在第 n次碰撞刚结束时的速度分别与其第二次碰撞刚结束时相同。

考查方向

机械能守恒与动量守恒

解题思路

结合机械能守恒与动量守恒即可求出第二次碰撞后的速度,然后由归纳法得出在轨道最低处第n次碰撞刚结束时各自的速度.

易错点

要注意碰撞后的速度的方向与大小要合理.